第一篇：對發(fā)酵設備與工藝課程的感想

對發(fā)酵設備與工藝課程的感想

發(fā)酵是什么？發(fā)酵的原理是什么？發(fā)酵與我們生活有何關系和意義？我們身邊又伴隨著哪些發(fā)酵問題？帶著這樣的問題，我們開始了解、認識發(fā)酵，從基本概念開始。

從了解發(fā)酵理論和明晰基礎概念，一步一步的學習認識，再到走進實際操作基地，循序漸進，把每一個環(huán)節(jié)緊緊相扣，把整個過程透徹分析，從而與生活相聯(lián)系。我覺得，課程的好壞就是要看它融入生活的多少，所學習的知識對人類、對社會有多么大的貢獻。顯而易見，發(fā)酵這門課程，在生活中的應用比較廣泛。小到家里面蒸饅頭，大到啤酒廠、制醋廠、釀酒廠的發(fā)酵。在飲食與醫(yī)藥等方面影響著我們。

從農(nóng)產(chǎn)手工加工，以家庭或作坊式的發(fā)酵制。后來借鑒于化學工程實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，形成近代發(fā)酵工程。再到對發(fā)酵工程的生物學屬性的認定，使發(fā)酵工程的發(fā)展有了明確的方向，發(fā)酵工程進入了生物工程的范疇。也因此更為我們所用，聯(lián)系生產(chǎn)生活。

總而言之，他就是十分的貼近生活。生產(chǎn)的產(chǎn)品更是生活必需品。所以，學好發(fā)酵這門課程，對于我們學習生物的而言，有十分重要的意義。

第二篇：電子工藝及設備課程總結(jié)

北華航天工業(yè)學院

課 程 總 結(jié)

姓 名： 梅衛(wèi)

班 級：12211

學 號：20123021101

科 目：電子產(chǎn)品工藝及設備

指導老師：楊 虹 蓁

課 程 總 結(jié)

1.《電子產(chǎn)品工藝及設備》課程簡介

《電子產(chǎn)品工藝及設備》的出現(xiàn)及發(fā)展

電子技術發(fā)展迅速，電子工業(yè)生產(chǎn)中的新技術、新工藝不斷涌現(xiàn)，促進了電子信息陳燁的大力發(fā)展。各類電子器件和生產(chǎn)技術自檢相互滲透，生產(chǎn)日趨規(guī)模化，自動化；集成電路的發(fā)展，器件、電路和系統(tǒng)之間的密切結(jié)合，電子產(chǎn)品制造業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)界限日益模糊；電子技術與計算機應用日益緊密結(jié)合，電子工業(yè)已從單一的制造業(yè)過渡到電子信息產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)代電子產(chǎn)品工藝正式隨著電子工業(yè)發(fā)展應運而生的，隨著電子技術、信息技術與計算機應用技術的發(fā)展而發(fā)展。

學習《電子產(chǎn)品工藝及設備》的重要性

隨著世界電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，作為電子信息產(chǎn)業(yè)基礎的電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展也異常迅速。從日常生活到現(xiàn)代精密航空航天工業(yè)到處都可以看到有關電子的產(chǎn)品或身影。從中我們可以感受到電子以及電子行業(yè)是如何改變和豐富我們生活的，有電子才有電子行業(yè)，電子行業(yè)的高速發(fā)展，離不開的是電子基礎技術的支持。所以學習《電子產(chǎn)品工藝及設備》對于電子的快速發(fā)展起著重要的影響，也顯得十分重要。電子行業(yè)將來一定會向更精密，更高效，更優(yōu)越方向發(fā)展。當然這離不開電子基礎產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，只有當電子基數(shù)產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展起來以后電子行業(yè)才能更上一個臺階。

《電子產(chǎn)品工藝及設備》主要內(nèi)容

電子產(chǎn)品工藝及設備講述了許多關于電子基礎方面的內(nèi)容，其主要內(nèi)容包括：常用電子元器件、電路圖的識讀與常用工藝文件、印制電路板、常用裝配工具與準備工藝、常用設備、焊接技術、常用電子測量儀器及電子產(chǎn)品的總裝與檢驗，電子產(chǎn)品質(zhì)量管理等。

2.《電子產(chǎn)品工藝及設備》的課程總結(jié)

本學期給我們開這門課程，非常有必要，讓我們對電子產(chǎn)品的工藝及設備的認識又更上一個臺階，同時也了解它的重要性。在與老師的相處中非常融洽，通過本次課的學習，收獲頗多，不僅是知識，更多的是對于這門課本身的認識，以及對整個電子行業(yè)的認識。也認識到本門課的重要性，故把本課程的學習課程總結(jié)如下：

緒論總結(jié)：工藝的發(fā)源與現(xiàn)代制造工藝：對于工業(yè)企業(yè)及其所制造的產(chǎn)品來說，工藝工作的出發(fā)點是為了提高勞動生產(chǎn)率，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以及增加生產(chǎn)利潤。它建立在對于時間、速度、能源、方法、程序、生產(chǎn)手段、工作環(huán)境、組織機構、勞動管理、質(zhì)量控制等諸多因素的科學研究之上。工藝學的理論及應用，指導企業(yè)從原材料采購開始，覆蓋加工、制造、檢驗等每一個環(huán)節(jié)，直到成品包裝、入庫、運輸和銷售（包括銷售活動中的技術服務及用戶信息反饋），為企業(yè)組織有節(jié)奏的均衡生產(chǎn)提供科學的依據(jù)?？梢哉f，工藝是企業(yè)科學生產(chǎn)的法律和法規(guī)，工藝學是一門綜合性的科學。

電子元器件總結(jié)：通常，對電子元器件的主要要求是：可靠性高、精確度高、體積微小、性能穩(wěn)定、符合使用環(huán)境條件等。電子元器件總的發(fā)展趨向是：集成化、微型化、提高性能、改進結(jié)構。常用元器件簡介：電子整機是由一系列電子元器件所組成。掌握常用元器件的正確識別、選用常識、質(zhì)量判別方法，這對提高電子產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和可靠性將起重要的保證作用。電阻器：物體對電流通過時的阻礙作用，稱為電阻。在電路中，起電阻作用的元件稱為電阻器，它用字母“R”表示，其基本單位是歐姆“Ω”，常用單位有“kΩ”’“MΩ”等。在電路中，電阻器主要有分壓、分流、偏置、限流、負載等作用。對于同一類型的電阻來說，體積越大，其額定功率越大。最常用的1W以下額定功率的碳膜電阻器和金屬膜電阻器，其額定功率在電阻器上沒有標出，實際應用時是依據(jù)電阻器的長度（不包括金屬引腳）和直徑來辨認。電位器的結(jié)構與特性：組成：電位器是通過旋轉(zhuǎn)軸來調(diào)節(jié)阻值的可變電阻器，普通電位器由外殼、旋轉(zhuǎn)軸、電阻片和三個引出端子組成。作用：由于電位器阻值具有可調(diào)性，因此常用做分壓器和變阻器。用途：收音機音量調(diào)節(jié)，電視機亮度和對比度調(diào)節(jié)。電容器：定義：是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質(zhì)構成。當在兩金屬電極間加上電壓時，電極上就會儲存電荷，所以電容器是儲能元件（即儲存電荷的容器）。特點：①它具有充放電特性和阻止直流電流通過，允許交流電流通過的能力（隔直流通交流）。②在充電和放電過程中，兩極板上的電荷有積累過程，也即電壓有建立過程，因此電容器上的電壓不能突變。③電容器的容抗與頻率、容量之間成反比。即分析容抗大小時就得聯(lián)系信號的頻率高低、容量大小。電感器：電感器的作用：電感器俗稱電感或電感線圈，在電路里起阻流、變壓、傳送信號的作用。電感器的應用范圍很廣泛，它在調(diào)諧、振蕩、耦合、匹配、濾波、陷波、延遲、補償及偏轉(zhuǎn)聚焦等電路中都是必不可少的。半導體器件：二極管，三級管。二極管的分類：普通二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管、穩(wěn)壓二極管、雙向二極管。二極管的檢測：將萬用電表撥在R×100或R×1K電阻擋上，若測出的電阻小于幾千歐，則黑表筆所接觸的電極為二極管的正極，紅表筆所接觸的電極為二極管的負極;若測出來的電阻大于幾十千歐，則黑表筆所接觸的電極為二極管的負極，紅表筆所接觸的電極為二極管的正極。集成電路：集成電路是利用半導體工藝技術，將電阻、電容、二極管、三極管、場效應晶體管等元器件按照設計要求連接起來，制作在同一硅片上，成為具有特定功能的電路。機電元件：機電元件是利用機械力或電信號的作用來實現(xiàn)電路接通、斷開或轉(zhuǎn)接的元件。開關：電子產(chǎn)品中使用的開關有多種類型，最常見的是按鍵開關、鈕子開關和撥開關。繼電器：繼電器是一種電子控制器件，它能根據(jù)輸入電信號變化而接通或斷開控制電路，通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。

印制電路板總結(jié)：印制電路板的類型：單面印制電路板、雙面印制電路板、多層印制電路板、軟印制電路板、平面印制電路板；一個普通的PCB板由鍍銅的樹脂玻璃材料或一層銅箔與樹脂材料粘貼在一起。隨著電子技術的高速發(fā)展，電子產(chǎn)品越來越精密，電路板也就越來越復雜，多層電路板的應用也越來越廣泛。元件封裝：元件封裝是指元件焊接到電路板時所指的外觀和焊盤位置。不同的元件可以共用同一個元件封裝，同種元件也可以有不同的封裝，所以在取用焊接元器件時，不僅要知道元件名稱，還要知道元件的封裝。印制焊盤：

焊盤也叫連接盤，是指印制導線在焊接孔周圍的金屬部分，供元件引線跨接線焊接用。印制導線 ：印制導線的寬度 一般情況下，印制導線應盡可能寬一些，這有利于承受電流和制造時方便。表3-3為0.05mm厚的導線寬度與允許電流量、電阻的關系。印制電路的設計： PCB設計流程、PCB設計應遵循的原則。印制電路板質(zhì)量檢驗：1.外觀檢驗；2.連通性檢驗； 3.可焊性檢驗；印制電路板的布局：整體布局、元器件布局、印制導線的布設。手工自制印制電路板的方法主要有描圖法（用油漆、）、貼圖法、銅箔粘貼法、刀刻法等。最常用的是描圖法。

裝配焊接技術總結(jié)：本章主要介紹了安裝技術、焊接工具、焊料與焊劑、錫焊原理、焊接工藝、清洗劑等內(nèi)容。安裝技術的基本要求：保證導通和絕緣的電氣性能、保證機械強度、保證傳熱的要求、接地與屏蔽要充分利用。印刷電路板上元器件的安裝：元器件引線的彎曲成型、元器件的插裝。焊接工具：電烙鐵是電子制作和電器維修的必備工具，主要用途是焊接元件及導線，按機械結(jié)構可分為內(nèi)熱式電烙鐵和外熱式電烙鐵，按功能可分為無吸錫電烙鐵和吸錫式電烙鐵，根據(jù)用途不同又分為大功率電烙鐵和小功率電烙鐵。錫焊（錫焊是將焊件和熔點比焊件低的焊料共同加熱到錫焊溫度，在焊件不熔化的情況下，焊料熔化并浸潤焊接面，依靠二者原子的擴散形成焊件的連接。）常用的焊接方法有手工焊接和自動焊接技術，常見的自動焊接技術有浸焊、波峰焊、回流焊等方法。浸焊：浸焊設備的工作原理是讓插好元器件的印制電路板水平接觸熔融的鉛錫焊料，使整塊電路板上的全部元器件同時完成焊接浸焊是將安裝好的元器件的印制電路板，在裝有已熔化焊錫的焊鍋內(nèi)浸一下，一次即可完成印制板上全部元件的焊接方法。此方法有人工浸焊和機器浸焊兩種。浸焊可以提高生產(chǎn)率，消除漏焊。浸焊的優(yōu)點： 結(jié)構簡單，由溫度、時間與浸焊深度控制焊料，由焊盤的大小和元器件引腳的粗細決定可焊面積而形成焊點。手工烙鐵焊接：待焊狀態(tài)時為330～370℃,在焊接過程中，焊接點溫度能保持在240℃～250℃。焊料的選擇：內(nèi)帶助焊劑的管狀焊錫絲,錫鉛合金的含量一般為50-60%,為保證焊點的質(zhì)量,應選擇錫含量在55%以上,內(nèi)藏松香應為MAR。焊錫絲的直徑有0.5-2.4mm的8種規(guī)格,應根據(jù)焊點的大小選擇焊絲的直徑?；亓骱福夯亓骱冈O備的內(nèi)部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經(jīng)貼好元件的線路板，讓元件兩側(cè)的焊料融化后與主板粘結(jié)。這種工藝的優(yōu)勢是溫度易于控制，焊接過程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。手工焊接要領：1.保持烙鐵頭的清潔 2.靠增加接觸面積來加快傳熱3.加熱要靠焊錫橋4.烙鐵撤離有講究5.在焊錫凝固之前不能動6.焊錫用量要適中7.助焊劑用量要適中8.不要使用烙鐵頭作為運送焊錫的工具。手工焊接技巧：對于焊接簧片類元件的接點：可焊性預處理；加熱時間要短;不可對焊點任何方向加力；焊錫用量宜少而不宜多.MOSFET及集成電路的焊接:引線如果采用鍍金處理或已經(jīng)鍍錫的，可以直接焊接。對于CMOS電路，如果事先已將各引線短路，焊前不要拿掉短路線，對使用的電烙鐵，最好采用防靜電措施。在保證浸潤的前提下，盡可能縮短焊接時間，一般不要超過2秒鐘。注意保證電烙鐵良好接地。使用低熔點的焊料，熔點一般不要高于180℃。工作臺上如果鋪有橡膠、塑料等易于積累靜電的材料，則器件及印制板等不宜放在臺面上，以免靜電損傷。清洗設備和免清洗焊接方法：通常清洗類型是按所采用的清洗劑的不同而區(qū)分，主要有溶劑清洗、半水清洗、水清洗三種類型。清洗方法：離心清洗：依靠旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力與清洗劑的化學作用去除污染物。汽相清洗：把SMA放入加熱到汽相的溶液中清洗。汽相清洗：把SMA放入加熱到汽相的溶液中清洗。噴射清洗：在壓力泵的作用下，清洗劑經(jīng)噴嘴高速噴出沖洗SMA。清除焊盤插線孔內(nèi)的焊料方法：用合適的縫衣針或鋼絲，從印制電路板的非焊盤面插入孔內(nèi)，然后用電烙鐵對準焊盤插線孔加熱，待焊料熔化時，縫衣針便從中穿出，從而清除了孔內(nèi)焊料。

電子裝聯(lián)技術總結(jié)：本章主要講了電子產(chǎn)品的裝配基本要求、搭接、繞接技術、壓接。整機裝配的基本要求 1）整機裝配前，對組成整機的有關零部件或組件必須經(jīng)過調(diào)試、檢驗，不合格的零部件或組件不允許投入生產(chǎn)線。檢驗合格的裝配件必須保持清潔。2）裝配時要根據(jù)整機的結(jié)構情況，應用合理的安裝工藝，用經(jīng)濟、高效、先進的裝配技術，使產(chǎn)品達到預期的效果，滿足產(chǎn)品在功能、技術指標和經(jīng)濟指標等方面的要求。3）嚴格遵循整機裝配的順序要求，注意前后工序的銜接。4）裝配過程中，不得損傷元器件和零部件，避免碰傷機殼、元器件和零部件的表面涂敷層，不得破壞整機的絕緣性。保證安裝件的方向、位置、極性的正確，保證產(chǎn)品的電性能穩(wěn)定，并有足夠的機械強度和穩(wěn)定度。壓接：壓接技術是建基于使用壓力往金屬化孔里擠壓插針（有或無彈性壓合區(qū)）或饋線的基礎方法。由于插針的范圍寬泛和金屬化孔較小的孔直徑，它會導致氣密導電連接。

表面組裝技術總結(jié)：本章主要講了表面組裝技術概述、印刷技術及設備、貼裝技術及設備、再流焊技術及設備、波峰焊接技術及設備、常用檢測設備、SMT輔助設備、微組裝技術。表面貼裝技術就是SMT（Surface Mounted Technology的縮寫），是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術和工藝。SMT組裝工藝與焊接前的每一工藝步驟密切相關，其中包括資金投入、PCB設計、元件可焊性、組裝操作、焊劑選擇、溫度/時間的控制、焊料及晶體結(jié)構等。焊料波峰焊接最常用的焊料是共晶錫鉛合金：錫63%；鉛37%，應時刻掌握焊錫鍋中的焊料溫度，其溫度應高于合金液體溫度183℃，并使溫度均勻。波峰焊：波峰焊是讓插件板的焊接面直接與高溫液態(tài)錫接觸達到焊接目的，其高溫液態(tài)錫保持一個斜面，并由特殊裝置使液態(tài)錫形成一道道類似波浪的現(xiàn)象，所以叫“波峰焊”。波峰焊一般采用Sn63/Pb37的共晶焊料，熔點為183℃。Sn的含量應該保持在61.5%以上，并且Sn/Pb兩者的含量比例誤差不得超過±1%的焊料；助焊劑：波峰焊使用的助焊劑，要求表面張力小，擴展率>85%；粘度小于熔融焊料，容易被置換；一般助焊劑的比重在0.82～0.84g/ml，可以用相應的溶劑來稀釋調(diào)整，焊接后容易清洗。選擇性波峰焊設備工作原理是：為保護承受高溫的能力較差的SMD-集成電路，在由電路板設計文件轉(zhuǎn)換的程序控制下，小型波峰焊錫槽和噴嘴移動到電路板需要補焊的位置，順序、定量噴涂助焊劑并噴涌焊料波峰，進行局部焊接。微組裝技術是根據(jù)電原理圖或邏輯圖，運用微電子技術和高密度組裝技術，將微電子器件和微小型元件組裝成適用的可生產(chǎn)的電子組件、部件或一個系統(tǒng)的技術過程。它涉及集成電路技術，厚、薄膜技術，電路技術，互連技術，微電子焊接技術，高密度組裝技術，散熱技術，計算機輔助設計、輔助生產(chǎn)、輔助測試技術和可靠性技術等。微電子組裝工藝主要包括精細基板制造、芯片安裝、焊接、老化測試、密封、電路調(diào)試等工藝技術。

電子管理總結(jié)：這一節(jié)和以前最大的區(qū)別在于，講授這個內(nèi)容的時候放的是一個視頻《時代光華》，主要講了關于企業(yè)管理方面的一些事項，并且對企業(yè)成敗的做了分析，闡述了管理對企業(yè)的重要性。企業(yè)管理：對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動進行計劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)及控制等一系列職能的總稱。通過本次課程的學習我學到了很多關于企業(yè)管理的知識。首先是企業(yè)管理的重要性：使企業(yè)的運作效率大大增強；讓企業(yè)有明確的發(fā)展方向；使每個員工都充分發(fā)揮他們的潛能；使企業(yè)財務清晰，資本結(jié)構合理，投融資恰當；向顧客提供滿足的產(chǎn)品和服務；樹立企業(yè)形象，為社會多做實際貢獻。其次是企業(yè)管理的意義：

1、企業(yè)管理可以增強企業(yè)的運作效率,提高生產(chǎn)效率。

2、可以讓企業(yè)有明確的發(fā)展方向。

3、可以使每個員工都充分發(fā)揮他們的潛能。

4、可以使企業(yè)財務清晰，資本結(jié)構合理，投融資恰當。

5、可以向顧客提供滿足的產(chǎn)品和服務。

6、可以更好的樹立企業(yè)形象，為社會多做實際貢獻。

3.《電子產(chǎn)品工藝及設備》的學習心得

首先真誠感謝老師在這門課上的用心良苦，為了我們學習得更好，特地把課件做的非常漂亮，內(nèi)容也十分豐富！還特地找了許多視頻清晰的講述了電子工藝在實際生活中的應用，把十分單調(diào)的學習變得十分有趣！讓同學們都集中注意力，認真聽課！

通過學習這門課程，讓我收獲頗多，首先是明白了《電子產(chǎn)品工藝及設備》這門課的重要性：奠定了整個電子行業(yè)的發(fā)展，也決定了電子行業(yè)的發(fā)展前景！其次也學到了電子裝聯(lián)技術概述；電子元器件特點及選擇；各類印制電路板的特點、選擇、設計與制作；電子產(chǎn)品焊接工藝；電子產(chǎn)品的各種連接方法和工藝；電子產(chǎn)品整機裝配工藝文件、整機裝配工藝過程及工藝要求；電子產(chǎn)品生產(chǎn)設備、調(diào)試工藝及檢驗工藝；電子產(chǎn)品質(zhì)量管理等方面的相關知識，可以說是獲益匪淺！當然在學習的過程中也遇到了很多困難，也明白了許多道理，在大學學習知識，不僅學的是知識，更多的是學習如何思考，如何培養(yǎng)專研，懷疑的思想。書面知識的學習是暫時的，如果想真正的掌握一門課的所有知識，一定要運用于實踐，在實踐中檢驗知識，掌握知識，升華知識，這樣的學習才是真正的學習！再次真誠感謝老師對我們的諄諄教誨！老師，您辛苦了！

第三篇：發(fā)酵工藝小結(jié)

一、發(fā)酵概念

工業(yè)上的發(fā)酵：泛指利用微生物在發(fā)酵罐或者特定反應容器中在特定的條件下生產(chǎn)某些產(chǎn)品的過程。產(chǎn)品有細胞代謝產(chǎn)物，菌體細胞，酒精，乳酸，抗生素，氨基酸，酶制劑等。發(fā)酵過程：

菌種選育：自然界篩選、誘變育種、基因工程、細胞工程 ↓

培養(yǎng)基配制：根據(jù)培養(yǎng)基的配制原則制備，實踐中需多次試驗配方 ↓

滅菌：殺滅雜菌 ↓

擴大培養(yǎng)和接種 ↓

發(fā)酵過程（中心階段）：檢測進程，滿足碳源、氮源、無機鹽等營養(yǎng)需要；嚴格控制溫度、pH、溶氧、轉(zhuǎn)速等 ↓

分離純化：菌體：過濾、沉淀

代謝產(chǎn)物：蒸餾、萃取、離子交換

二、微生物工業(yè)產(chǎn)品的類型

1．微生物菌體的發(fā)酵：以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵工業(yè)。傳統(tǒng)的菌體發(fā)酵工業(yè)：①面包酵母發(fā)酵②微生物菌體蛋白（單細胞蛋白）現(xiàn)代的菌體發(fā)酵工業(yè)：藥用真菌（如冬蟲夏草，靈芝與天麻共生的密環(huán)菌）農(nóng)業(yè)上——生防治劑：蘇云金桿菌（Ｂt）,蠟狀芽孢桿菌，細胞中的伴孢晶體可以殺滅。鱗翅目和雙翅目害蟲；絲狀真菌的白僵菌，綠僵菌可以防治松毛蟲；木霉菌可以防治生物病害。另外，活性乳酸菌制劑，用以改善人體腸道微環(huán)境，也是一種菌體的直接利用。還有人畜防治疾病用的疫苗等。

2.微生物酶發(fā)酵

酶普遍存在于動物，植物和微生物中。如在食品工業(yè)中，用微生物生產(chǎn)的淀粉酶和糖化酶用于生產(chǎn)葡萄糖，氨基?；赣糜诓鸱郑模贪被?。3.微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵：

(1)初級代謝產(chǎn)物(primary metabolite)菌體生長繁殖所必需的，在對數(shù)生長期產(chǎn)生的物質(zhì)，如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)等。

(2)次級代謝產(chǎn)物(secondary metabolite)與菌體生長繁殖無明顯關系，是在菌體生長的穩(wěn)定期（靜止期）合成的具有特定功能的產(chǎn)物。如抗生素、生物堿、細菌毒素、植物生長因子、色素維生素，檸檬酸，谷氨酸等。

4.微生物的生物轉(zhuǎn)化

利用微生物細胞的一種或多種酶，把一種化合物轉(zhuǎn)變成結(jié)構相關的更有價值的產(chǎn)物。最古老的生物轉(zhuǎn)化：利用菌體將乙醇轉(zhuǎn)化成乙酸的醋酸發(fā)酵。另外還有： 異丙醇→丙醇 葡萄糖→葡萄糖酸 山梨醇→Ｌ－山梨糖

5.微生物特殊機能的利用 ①利用微生物消除環(huán)境污染

②保持生態(tài)平衡等

③濕法冶金（金屬的浸瀝回收）

④利用基因工程菌株開拓發(fā)酵工業(yè)新領域

三、微生物發(fā)酵的方式

一、分批培養(yǎng)（batch culture or fermentation）又稱分批發(fā)酵，常用的培養(yǎng)方法。在一個密閉系統(tǒng)內(nèi)投入有限數(shù)量的營養(yǎng)物質(zhì)后，接入少量的微生物菌種進行培養(yǎng)，在特定的條件下只完成一個生長周期的微生物培養(yǎng)方法。

分

二、連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture）

1.概念： 微生物培養(yǎng)到對數(shù)生長期時，在發(fā)酵罐中不斷添加新鮮的培養(yǎng)基，同時不斷放出代謝物，使微生物細胞在近似恒定狀態(tài)下生長的培養(yǎng)方式。

2.特點：微生物細胞的生長速率，產(chǎn)物的代謝均處于恒定狀態(tài)，有效地延長對數(shù)期到穩(wěn)定期的階段，可達到穩(wěn)定，高速培養(yǎng)微生物細胞或產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物的目的，菌的濃度，產(chǎn)物濃度，限制性基質(zhì)濃度均處于恒定狀態(tài)。

3.連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點

優(yōu)點: 控制稀釋速率可以使發(fā)酵過程最優(yōu)化。發(fā)酵周期長，產(chǎn)量高。

缺點: 長期連續(xù)培養(yǎng)會引起菌種退化，降低產(chǎn)量。染菌機會增加。

與分批培養(yǎng)比較：

優(yōu)點：①連續(xù)運行，生產(chǎn)周期短，提高了設備利用率和生產(chǎn)效率。

②便于自動化控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

缺點：①連續(xù)操作，設備復雜，易受雜菌污染。

②收率和產(chǎn)物濃度低，不利于提取。

③營養(yǎng)物質(zhì)利用率低，增加了生產(chǎn)成本。

④需要復雜的檢測，控制系統(tǒng)。

⑤易受菌種退化的影響。

應用：廢水處理、葡萄糖酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵等工業(yè)中。

因此，連續(xù)培養(yǎng)在工業(yè)生產(chǎn)上并不多見，只局限于酒精，單細胞蛋白，丙酮，丁

醇等少數(shù)幾個產(chǎn)品。在生產(chǎn)實踐中，完全封閉式的分批培養(yǎng)或者純粹的連續(xù)培養(yǎng)較少見，更多見的是兩者的折中形式：補料分批培養(yǎng)。

三、補料分批培養(yǎng)（fed-batch culture）： 介于分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)之間的操作方法。

1.概念：根據(jù)菌體生長和初始培養(yǎng)基的特點，在分批培養(yǎng)的某些階段適當補加培養(yǎng)基，使菌體或其代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)時間延長。(克服營養(yǎng)不足，體積有所變化（增大）)。

2.補料分批培養(yǎng)的優(yōu)缺點

優(yōu)點：與分批培養(yǎng)相比：

(1)解除底物抑制、產(chǎn)物的反饋抑制和葡萄糖的分解阻遏效應。

(2)延長次級代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)時間。

(3)可避免在分批培養(yǎng)過程中因一次性投糖過多造成細胞大量生長，耗氧過多的狀況。

(4)達到高濃度細胞培養(yǎng)。

(5)稀釋有毒代謝產(chǎn)物。

與連續(xù)培養(yǎng)相比：

(1)降低了染菌，避免了遺傳不穩(wěn)定性（退化和變異）。（因為操作時間有限）

(2)最終產(chǎn)物濃度較高，有利于產(chǎn)物的分離。

(3)使用范圍廣。在生產(chǎn)次級代謝產(chǎn)物和細胞高濃度培養(yǎng)中普遍采用。是發(fā)酵技術上的一個劃時代的進步。

缺點：

(1)由于沒有物料取出，產(chǎn)物的積累最終導致比生產(chǎn)速率的下降。

(2)由于物料的加入增加了染菌機會。

應用：面包酵母、氨基酸、抗生素等工業(yè)。

3.幾個實例：

一、溫度對發(fā)酵的影響

1.影響反應速率：發(fā)酵過程中的反應速率實際上是酶反應速率。酶反應有一個最適溫度。2.影響發(fā)酵方向：如利用金色鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)四環(huán)素的同時能生產(chǎn)金霉素。在低于30℃下，合成金霉素的能力較強，而在35℃時只產(chǎn)生四環(huán)素。

另外，還影響發(fā)酵液的粘度、溶氧和傳遞速率。

二、最適溫度的選擇

最適發(fā)酵溫度是既適合菌體的生長又適合代謝產(chǎn)物合成的溫度。但最適生長溫度與最適生產(chǎn)濃度往往是不一致的。如谷氨酸產(chǎn)生菌的最適生長溫度為30～34℃，產(chǎn)谷氨酸的溫度為36～37℃。因此在發(fā)酵前期的長菌階段和種子培養(yǎng)階段應滿足菌體的生長最適溫度。在發(fā)酵的中后期要適當提高溫度。

培養(yǎng)條件：通氣條件差，可適當降溫，使菌呼吸速率降低，溶氧可提高些。

三、發(fā)酵過程引起溫度變化的因素——發(fā)酵熱

Q發(fā)酵＝Q生物＋Q攪拌－Q蒸發(fā)－Q輻射

四、溫度的控制

一般不需加熱，因釋放了大量的發(fā)酵熱，需要冷卻的情況多。用夾套或蛇形管，通冷卻水。南方夏季，冷卻水溫度高，用冷凍鹽水降溫（循環(huán)式）,需建冷凍站。pH變化及其控制

一、pH變化的原因。

微生物本身具有一定的調(diào)節(jié)pH的能力。所以pH變化有一定的規(guī)律性。

菌體生長階段，相對于接種后的起始pH來說，有上升或下降的趨勢。

生產(chǎn)階段，pH趨于穩(wěn)定，維持在最適產(chǎn)物形成pH范圍。

菌體自溶階段，培養(yǎng)液中氨基氮增加，pH上升。

1.基質(zhì)代謝

（1）糖代謝 糖分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是補料的標志之一。

（2）氮代謝 氨基酸中的-NH2被利用，pH下降；尿素被分解成NH3，pH上升。

（3）生理酸堿性物質(zhì)利用后，pH上升或下降。

2.產(chǎn)物形成

3.菌體自溶 ：pH上升

二、pH對發(fā)酵的影響

1.影響酶的活性。

2.影響微生物細胞的結(jié)構。（影響細胞膜所帶電荷的狀態(tài)，改變細胞膜的通透性。影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的排泄，影響新陳代謝的進行）

3.影響微生物對基質(zhì)的利用速率。（影響培養(yǎng)基中某些組分的解離）

4.影響代謝方向。如黑曲霉pH2～3時產(chǎn)檸檬酸，pH中，產(chǎn)草酸。谷氨酸：中性或微堿產(chǎn)谷氨酸/酸性產(chǎn)谷氨酰胺。

三、pH值的確定和控制

1.pH的確定

微生物發(fā)酵的最適pH范圍一般在5~8之間，同一菌種，生長最適pH可能與產(chǎn)物合成最適pH不同。最適pH是根據(jù)實驗來確定的，即配制不同初始pH的培養(yǎng)基，搖瓶考察發(fā)酵情況。

生長的最適pH值與發(fā)酵的最適pH值可能不同：

舉例：Aspergillus niger在pH2~2.5范圍時有利于合成檸檬酸，當在pH2.5~6.5范圍內(nèi)時以菌體生長為主，而在pH7.0時，則以合成草酸為主。谷氨酸：中性或微堿產(chǎn)谷氨酸/酸性產(chǎn)谷氨酰胺。

2.pH的控制

(1)首先從基礎培養(yǎng)基的配方考慮。

a.調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的原始pH。

若控制消后SO4pH在6.0，消前pH往往要調(diào)到6.5~6.8。

若達不到要求，則：

b.加入緩沖溶液（如磷酸鹽）或加入維持pH的物質(zhì)如CaCO3。

c.使鹽類和碳源的配比平衡。

(2)通過加酸堿和中間補料來控制。

a.過去直接加酸（H2SO4）或堿（NaOH），現(xiàn)常用：

生理酸性物質(zhì)：(NH4)2SO4，NH4+被細胞利用后，SO42-引起pH下降。

生理堿性物質(zhì)：氨水。既補充氨，氮，又調(diào)pH。但氨水作用快，pH波動大，要采用少量多次流加的方法。

b.補料既調(diào)節(jié)了pH值，又補充了營養(yǎng)，還可減少阻遏作用。

如：味精廠普遍采用流加尿素，有兩個作用：

調(diào)節(jié)pH值

補充氮源

第四節(jié) 溶解氧及其控制

一、溶解氧（dissolved oxygen,DO）對發(fā)酵的影響

要考察每一種發(fā)酵產(chǎn)物的臨界氧濃度和最適氧濃度，使發(fā)酵過程保持在最適濃度。如青霉素發(fā)酵的臨界氧濃度為5%-10%之間，低于此值就會對青霉素合成造成損失。

溶氧要適量，大小與產(chǎn)物的生物合成途徑有關。

如：初級代謝的氨基酸發(fā)酵，需氧量的大小與氨基酸的合成途徑有關。

①谷氨酸，谷氨酰胺，精氨酸和脯氨酸等谷氨酸系氨基酸，在菌體呼吸充足的條件下，產(chǎn)量最大。若供氧不足，氨基酸合成就會受到強烈抑制。（乙醛酸循環(huán)磷酸烯醇式丙酮酸產(chǎn)生的NADH量多）

②異亮氨酸，賴氨酸，蘇氨酸，天冬氨酸等天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得最高產(chǎn)量，但供氧受限，產(chǎn)量受影響不明顯。(產(chǎn)生的NADH量不多)

③亮氨酸，纈氨酸，苯丙氨酸僅在供氧受限，細胞呼吸受抑制時，才能獲得對大量的氨基酸。若供氧充足，產(chǎn)物形成反而受抑制。（不經(jīng)TCA循環(huán)，NADH產(chǎn)量很少，過量供氧，反而抑制）

（1）最適氧濃度（optimal oxygen concentration）：

——菌體生長或產(chǎn)物合成最適濃度范圍。

（2）臨界氧濃度（critical value of dissolved oxygen concentration）：

——滿足微生物呼吸的最低氧濃度。

二、溶氧濃度的控制

溶氧濃度決定因素：供氧和需氧兩方面。

（一）供氧方面：

1.調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速

2.調(diào)節(jié)通氣速率

（二）需氧方面：

1.菌體濃度和菌齡（呼吸旺盛，耗氧大）

2.基質(zhì)種類和濃度 ：營養(yǎng)豐富，濃度高，菌體生長快，耗氧量大。以菌濃影響最明顯。

3.培養(yǎng)條件：在最適條件下發(fā)酵，耗氧量大。

控制方法：通過控制基質(zhì)濃度。

大型發(fā)酵罐攪拌裝置（攪拌裝置，溫度傳感器，耐高溫pH和溶氧（DO）傳感器）

第五節(jié) 泡沫的形成與控制

一、泡沫產(chǎn)生的原因

1.通風攪拌程度及菌體新陳代謝產(chǎn)生的CO2。

2.培養(yǎng)基性質(zhì)：蛋白質(zhì)含量多（玉米漿，蛋白胨，黃豆粉，酵母粉），糊精含量多易發(fā)泡。

二、泡沫的危害

1.降低生產(chǎn)能力（裝料系數(shù)減少）

2.造成大量逃液 引起原料浪費，產(chǎn)物流失，增加了染菌的機會。

3.嚴重時，影響通氣攪拌，妨礙另外菌體呼吸代謝，導致代謝異?；蚓w自溶。

三、泡沫的控制 兩種途徑：

-調(diào)整培養(yǎng)基成分（如少加或緩加易起泡的原材料）

-改變某些物理化學參數(shù)（如pH值、溫度、通氣和攪拌）

-改變發(fā)酵工藝（采用分批投料）

上述方法的效果有一定限度。

1.機械消泡：（物理方法，消除已形成的泡沫）

利用機械振動或壓力變化使泡沫破裂。

罐內(nèi)消泡: 靠罐內(nèi)消泡漿打碎泡沫。優(yōu)點：不需引進外界物質(zhì)，避免染菌，不增加下游負擔。

罐外消泡：將泡沫引出罐外，靠噴嘴的加速作用或離心力消除泡沫。

2.消泡劑消泡

機理:降低液膜的機械強度，降低液膜的表面粘度，從而達到破裂泡沫的目的。

（1）天然油脂類：豆油、玉米油、棉子油、菜籽油（還可作為碳源），用量大，0.1%-0.2%。

（2）聚醚類：又稱泡敵，消泡能力為豆油的10～20倍，用量少，0.02%-0.03%。

第四篇：服裝工藝課程教學感想

服裝工藝課程 教學感想

教研室：藝術教研室

撰稿人：王 敏

二零一三年十二月

論文關鍵詞:課程設置

課程內(nèi)容

課堂教學

教學手段

論文摘要:課程教學改革是當前職業(yè)教育教學改革的中心任務，它承載著教育教學的思想和觀念，體現(xiàn)了教育教學的價值取向，直接影響著教育教學的質(zhì)量水平和學生的身心發(fā)展。傳統(tǒng)的教學理念已不適應現(xiàn)代職業(yè)教育對人才的發(fā)展需求，課程教學改革的當務之急，是讓教師必須有現(xiàn)代教育的觀念和意識，方式方法上體現(xiàn)一個“放”字，目標上體現(xiàn)一個“效”字，真正實現(xiàn)教學質(zhì)量的提高。

《服裝成衣工藝》是我院服裝設計與工藝專業(yè)和服裝設計與工程專業(yè)的主干課程。本課程是一門實踐性很強且在服裝裁剪、服裝設計等方面有著廣泛應用的專業(yè)課，是集綜合性、設計性、技術性于一身的特色課程。自服裝專業(yè)開設以來，通過十多年教學歷程與教學積淀，在激發(fā)學生學習興趣和提高教學效果、增強社會適應能力等方面收到了良好效果，為推動本課程的教學改革、教與學方法的更新發(fā)揮了積極的作用。探索出了適應產(chǎn)業(yè)需求、與產(chǎn)業(yè)相對應的課程體系與教學方法，形成了具有鮮明時代特色的理論與實踐教學體系，在教學中發(fā)揮了重要作用?，F(xiàn)階段為更好地適應社會的需要，在原有課程建設的基礎上進行了更為廣泛的調(diào)研。結(jié)合歷屆畢業(yè)生的追蹤反饋信息及本專業(yè)對教學的要求，確定以“技術應用能力培養(yǎng)”為主線，以“必需、夠用”為度的教學改革思想，按照“以職業(yè)崗位為課程目標，以職業(yè)標準為課程內(nèi)容，以教學模塊為課程結(jié)構，以最新技術為課程視野，以職業(yè)能力為課程核心”的原則，結(jié)合企業(yè)專家的意見，進行了大膽的課程改革：

一、課程設置建立在職業(yè)行為和能力分析的基礎上，采用模塊化課程模式

我們對諸多服裝專業(yè)職業(yè)崗位進行了職業(yè)分析和界定，設計了以能力為本位的模塊課程。從該崗位的職責和任務出發(fā)，了解并分析服裝企業(yè)對中初級技能型人才的實際要求，特別是制板、裁剪、工藝、質(zhì)量檢驗等實際需求量較大的技術人才的具體要求，根據(jù)這些具體要求，我們確立具體崗位應具備的職業(yè)專項能力，以此為基礎進一步調(diào)節(jié)實際教學的內(nèi)容、形式和方法，幫助不同特長和就業(yè)方向的學生掌握不同的專業(yè)能力和素養(yǎng)。使專項能力課程具有較強的職業(yè)針對性。同時為體現(xiàn)“以就業(yè)為導向”的思想，強化學生服裝設計能力和服裝制作技能的基本訓練，選擇相應獨立而完整的學習單元。教學內(nèi)容整合為八大模塊：通過女裝、男裝、職業(yè)裝、童裝、創(chuàng)藝裝等教學項目，進一步拓展校外“產(chǎn)、學、研、訓”基地，實行“工學結(jié)合”的教學模式，從校內(nèi)實訓逐漸過渡到校外實訓，從單一的課程實訓到綜合性技能實訓，實現(xiàn)技能型人才的培養(yǎng)模式。

二、課程內(nèi)容中理論以“夠用、實用”為度，以實踐操作為主

我們原有的教學內(nèi)容陳舊。尤其表現(xiàn)在工藝教材上——由于受到時間性、靈活性、地區(qū)性的限制，目前服裝專業(yè)工藝教材所采用的款式主要是考慮到它的代表性，對學生來說，只能起到入門作用，和實用性聯(lián)系不緊。實際上，服裝業(yè)是發(fā)展最為迅速的行業(yè)，永遠走在時尚的前列，服裝的款式千變?nèi)f化，新技術、新設備、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，服裝專業(yè)教材的編寫永遠跟不上服裝行業(yè)發(fā)展的步伐，但如果以此為借口，不去主動靠近、貼合服裝行業(yè)的實際生產(chǎn)，實踐教學內(nèi)容過于陳舊，就會使我們的學生“學無所用”。

由此教材編定就成了重中之重了。就服裝專業(yè)而言，因為其日新月異的進步，教材建設是實踐教學體系建設的重要組成部分。教材應及時反映服裝專業(yè)科學技術與行業(yè)的發(fā)展進步，在教材中應該及時體現(xiàn)出知識、技術與觀念的更新；同時教材也應具有良好的實用性和指導性，教材的編寫應遵循完成服裝專業(yè)實踐教學培養(yǎng)目標的要求，在內(nèi)容上應當包括具體項目的操作所要求的場地、設備、安全注意事項、操作規(guī)范和考核標準等。為了緊跟技術進步，吸收最新的動態(tài)，為適應先進實踐教學手段的運用，服裝專業(yè)的教材也必須做好多媒體配套工作。同時應根據(jù)企業(yè)所需及時調(diào)整課程設置和教學內(nèi)容，突出服裝專業(yè)領域的新知識、新技術、新工藝和新方法，在掌握專業(yè)基礎知識和基本技能的基礎上，及時了解掌握本領域的最新技術發(fā)展及相關技能，達到專業(yè)教學基礎性與先進性的統(tǒng)一。學校也可以根據(jù)實際情況把課堂設在實訓場地，教師邊授課邊示范，學生邊學習邊操作，理論和實踐相結(jié)合。

三、“以學生為中心，以實訓為中心”的課堂教學模式

課堂教學是一個再創(chuàng)造的過程，它不僅是學生學習知識的殿堂，更是學生成長的舞臺，課堂教學要根據(jù)學生發(fā)展的需要對教學方法進行調(diào)整和重組，這就要求教師學會尋找、開發(fā)、制作、整合教學資源，學會運用現(xiàn)代化信息技術，開發(fā)利用校內(nèi)外的一切課程資源，來豐富教學內(nèi)容，使學生在實踐中理解服裝造型的過程與規(guī)律，體會人體與服裝的相互關系，并從實踐中得到理論的升華及動手能力的提高。較好的解決了服裝組合、服裝造型、服裝設計與制作等重點與難點問題。我院學生的能力差別很大，尤其是技能課的教學方法很忌諱單一化、模式化、公式化?！半p師型”教師要求具有豐富的專業(yè)知識和過硬的實踐能力，利用先進的教法，根據(jù)每個學生個體間的差異，實施分層教學法，布置不同程度的作業(yè)和訓練，讓學生在動手過程中來感受專業(yè)知識，幫助學生樹立良好的專業(yè)意識，讓每個學生得實踐能力都得到發(fā)展。采用任務驅(qū)動法教學，學生按照教師提供的任務去練習，通過師生合作、生生共同練習、發(fā)展評價完成教學任務。實踐教學環(huán)節(jié)采取與服裝產(chǎn)業(yè)運作一一對應，組建校內(nèi)服裝實訓基地，教師學生雙重身份的教學形式，創(chuàng)造模擬仿真教學環(huán)境等，最大限度地發(fā)揮了學生的主體性作用。

四、采用多媒體視聽、計算機輔助等先進教學方式

利用現(xiàn)代化教具輔助教學，教學手段主要通過大量的圖片、課件、案例，同步展示進行教學，直觀性地傳達知識內(nèi)容的信息。在實際的操作訓練過程中，教師采用案例分析和示范操作等手段進行教學，建了“部位操作——整體把握——藝術造型”一體化實踐教學體系，通過典型的案例分析和示范動作、技巧，將課程知識內(nèi)容直觀性地傳授給學生。即運用多媒體直觀展示進行服裝的部件練習、組裝整件服裝的技能實訓，直觀再現(xiàn)了從服裝部位小綜合到服裝整體綜合到藝術造型大綜合的漸進過程。我們在實踐教學中做到訓練與培養(yǎng)能力相結(jié)合，強調(diào)立體造型思維，突出方法的應用，堅持“從實踐中提出問題，教、學、做合一”的教學方法，有效調(diào)動了學生的設計、打板、制作的興趣和主動性，為個性化培養(yǎng)提供了空間。

同時信息技術的飛速發(fā)展，學生可以在網(wǎng)上尋找大量素材，了解流行時裝發(fā)布會的信息、動態(tài)，開闊了學生的視野。另外它互動的教學形式對提高教學效率和豐富學生形象思維會產(chǎn)生很好的效果。

五、教學考核也是本課程改革的內(nèi)容之一

服裝專業(yè)實踐教學的訓練是以技能項目為單位進行的，是以掌握服裝專業(yè)技能為目標的，因此實踐教學的考核也要圍繞單個項目的考核來進行；實踐教學環(huán)節(jié)的考核重點是考查學生的實踐動手能力、實際操作能力；實踐教學的考核方法主要采取現(xiàn)場操作等綜合考核方法，單純筆試的形式應該減少；對學生綜合能力的考核應該與社會技能證書考核相結(jié)合，可以以職業(yè)技術中級工證書（具體服裝專業(yè)中級工證書，如服裝工藝中級工、服裝表演中級工）作為主要考核項目來評價教學效果。

效果預期：80％學生初步具備了服裝企業(yè)的職業(yè)素質(zhì)特征；掌握成衣工藝設計知識和技能，具有初步的對應市場開發(fā)成衣產(chǎn)品的設計能力；70％左右的學生能對成衣品牌類型、品牌風格、品牌運營策略及流行信息進行調(diào)查、整理和分析，并形成報告；掌握工藝設計元素、風格在不同成衣類型的應用設計，了解和遵循企業(yè)的設計與生產(chǎn)規(guī)范，并獨立完成單項和系列化的設計，包括策劃、設計方案、生產(chǎn)設計規(guī)范圖、工藝生產(chǎn)流程文件、成本預算等，達到了企業(yè)的標準規(guī)范要求。

綜上所述，課程改革要科學而具體，要根據(jù)學生的認知、社會的需求來隨時調(diào)整。我們應當不斷思考和探索，勇于實踐，讓課改的步伐更好地合上時代的節(jié)拍?？傊?，只要我們堅持不懈地去探索與實踐，一定會把教學水平提高的一個嶄新的高度，為社會培養(yǎng)出更多的有用之才。

第五篇：玉米發(fā)酵生產(chǎn)酒精工藝

玉米發(fā)酵生產(chǎn)酒精工藝

酒精是一種重要的工業(yè)原料,廣泛應用于食品,化工、醫(yī)藥等領域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清潔、可再生等優(yōu)點。傳統(tǒng)的酒精生產(chǎn)主要以糖蜜、薯類、谷物為原料發(fā)酵而成。近年來,隨著人口增長和經(jīng)濟的發(fā)展以及可利用耕地面積的減少使得酒精生產(chǎn)成本日趨增高,利用豐富、廉價的玉米秸稈為原料生產(chǎn)酒精已成為必然趨勢。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,各種纖維素原料資源非常豐富,僅玉米秸稈年產(chǎn)量大約2億噸。目前,玉米秸稈除了少部分被利用外,大部分以堆積、焚燒等形式直接傾入環(huán)境,極大地污染了環(huán)境,也是一種資源浪費。如果將玉米秸稈經(jīng)過預處理后水解,其所含的纖維素和半纖維素可分解成糖,經(jīng)發(fā)酵可轉(zhuǎn)化為酒精,轉(zhuǎn)熱效率可達30%以上。這樣不但緩解人類所面臨的食物短缺,環(huán)境污染、資源危機等一系列問題,而且還能實現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展,因而近年來玉米秸稈成為生物能源領域的研究熱點。

玉米生產(chǎn)酒精的工藝流程如圖。

1玉米秸稈簡介

玉米秸稈主要由植物細胞壁組成,基本成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等。木質(zhì)素將纖維素和半纖維素層層包圍。纖維素是一種直鏈多糖,多個分子平行排列成絲狀不溶性微小纖維,半纖維素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖組成,木質(zhì)素是以苯丙烷及衍生物為基本單位組成的高分子芳香族化合物。其中,木質(zhì)素是一種燃料,半纖維素可水解為五碳糖,而纖維素水解為六碳糖比較困難。2玉米秸稈預處理

由于玉米秸稈結(jié)構復雜,不僅纖維素、半纖維素被木質(zhì)素包裹,而且半纖維素部分共價和木質(zhì)素結(jié)合,同時纖維素具有高度有序晶體結(jié)構。因此必須經(jīng)過預處理,使得纖維素、半纖維素、木質(zhì)素分離開,切斷它們的氫鍵,破壞晶體結(jié)構,降低聚合度。常見預處理方法有物理法、化學法、物理化學法和微生物法等。2.1擠壓膨化法

該方法屬于物理處理法,是將原料粉碎后調(diào)節(jié)至一定水分,加入擠壓機內(nèi),物料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動下向前運動,同時被剪切、擠壓。并且在摩擦熱的作用下溫度可接近140℃;然后從擠壓機中噴出,物料的壓力突然降低、體積迅速膨脹,纖維素晶體結(jié)構被破壞,從而為纖維素的酶解處理創(chuàng)造條件。這種預處理方法生產(chǎn)過程連續(xù),不需要消耗蒸汽,而且具有滅菌效果。2.2濕氧化法

濕氧化法屬于化學處理法,是指在加溫加壓條件下,水和氧氣共同參加的反應。濕氧化法對玉米秸稈處理效果很好,纖維素遇堿,只引起纖維素膨脹,形成了堿化纖維素,但能保持原來骨架,加入Na2CO3后起緩和作用,能防止纖維素被破壞,使木質(zhì)素和半纖維素溶解于堿液中而與纖維素分離。這樣得到的纖維素純度較高,且副產(chǎn)物很少。匈牙利Eniko等人采用濕氧化法在195℃,15min,1200千帕O2,Na2CO32g/L條件下,對60g/L玉米秸稈進行預處理。其中60%半纖維素、30%木質(zhì)素被溶解,90%纖維素呈固態(tài)分離出來,纖維素酶解轉(zhuǎn)化率(ECC)達85%左右。

2.3酸處理法

酸處理法也是一種化學處理法,這種方法可追溯到1980年,而在德國可能更早。該法是采用硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸等對纖維素原料進行預處理,其中以硫酸研究和應用的最多。處理后,半纖維素首先水解得到無碳糖,纖維素的結(jié)晶結(jié)構被破壞,原料疏松,可發(fā)酵性強。但水解前必須將pH值調(diào)整到中性,還應該注意反應器的耐酸性。2.4蒸汽爆破法

蒸汽爆破法屬于物理處理化學法,是用蒸汽將原料加熱至180～200℃,維持5～30min,也可加熱到245℃,維持0.5～2.0min。高溫高壓造成木質(zhì)素的軟化,然后迅速使原料減壓,造成纖維素晶體和纖維束的爆裂,使木質(zhì)素和纖維素分離。該法成本較高,在我國可采用北京林業(yè)大學賴文衡教授研究的間歇蒸汽汽爆器對玉米秸稈進行爆破處理,經(jīng)這種爆破器爆破的玉米秸稈,纖維素水解轉(zhuǎn)化率(ECC)可達70%以上。2.5生物方法

生物處理方法具有節(jié)約化工原料、能源和減輕環(huán)境污染等方面的優(yōu)點。有許多微生物能產(chǎn)生木質(zhì)素分解酶,如白腐菌,其分解木質(zhì)素的能力較強,但活性較低,而且微生物處理周期長、菌體會破壞部分纖維素和半纖維素,降低纖維素的水解率,因此難以得到利用。瑞典等北歐國家則利用無纖維素酶的擔子菌突變株對纖維素材料進行脫木質(zhì)素處理,取得了一定的效果。3水解工藝

玉米秸稈進行預處理后,纖維素水解只有在催化劑存在的情況下才能顯著進行。常用催化劑是無機酸和酶,由此分別形成了酸水解工藝和酶水解工藝,酸水解工藝又分為稀酸水解和濃酸水解。水解主要是破壞纖維素、半纖維素的氫鍵,使之轉(zhuǎn)化為發(fā)酵的單糖。3.1濃酸水解

用70%的硫酸50℃下在反應器中反應2～6h,半纖維素首先被降解,溶解在水里的物質(zhì)經(jīng)過幾次濃縮瀝干后得到糖,半纖維素水解后的固體殘渣經(jīng)過脫水后,在30%～40%的硫酸中浸泡1～4h。溶液再經(jīng)脫水和干燥后,在70%的硫酸下反應1～4h,回收的糖和酸溶液經(jīng)過離子交換,分離出的酸在高效蒸發(fā)器中重新濃縮,剩余的固體殘渣則再循環(huán)利用到下一次的水解中。濃酸水解過程的主要優(yōu)點是糖的回收率高,大約有90%的半纖維素和纖維素轉(zhuǎn)化的糖被回收。但濃硫酸腐蝕性強,而且從經(jīng)濟方面考慮必須回收濃硫酸,增加了工藝的復雜程度。3.2稀酸水解

為了解決濃酸水解法存在的問題,一般采用稀硫酸(0.2%～0.5%),在較溫和條件下進行。此時水解一般分2個階段:第1階段為低溫操作,從半纖維素獲得最大糖產(chǎn)量;第2階段采用高溫操作使纖維素水解為六碳糖,糖的轉(zhuǎn)化率一般為50%左右。但稀酸水解容易產(chǎn)生大量副產(chǎn)物。

3.3酶水解

酶水解是利用產(chǎn)纖維素酶的微生物或者纖維素酶制品,直接將半纖維素、纖維素水解成可發(fā)酵糖。與酸水解相比,它可在常壓下進行,反應條件溫和、效率高、能耗低、選擇性強、環(huán)保效果好,顯示出良好的應用價值和前景。水解后可形成單一產(chǎn)物,產(chǎn)率較高(>95%)。匈牙利Eniko等人采用NovoYm188等水解經(jīng)濕氧化處理的玉米秸稈,酶解纖維素轉(zhuǎn)化率(ECC)高達85%。該法的關鍵在于纖維素酶的獲得和利用,同時要考慮纖維素酶的成本。丹麥諾維信公司曾經(jīng)宣布其纖維素酶生產(chǎn)成本已比當初降低了12倍,現(xiàn)在該公司又取得了重大進展,纖維素酶生產(chǎn)成本已比最初降低了20倍,生產(chǎn)lL燃料級乙醇所需纖維素酶的成本已低于6.6美分。這極大地推進了燃料乙醇的商業(yè)化進程。4發(fā)酵工藝

由于農(nóng)作物秸稈的相當部分由半纖維素構成,其水解產(chǎn)物為以木糖為主的五碳糖,還有相當量的阿拉伯糖生成(可占五碳糖的10%～20%),故五碳糖的發(fā)酵效率是決定過程經(jīng)濟性的重要因素。木糖的存在對纖維素酶水解起抑制作用,將木糖及時轉(zhuǎn)化為酒精對玉米秸稈的高效率酒精發(fā)酵是非常重要的。目前人們研究最多且最有工業(yè)應用前景的木糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇的微生物有3種酵母菌種,即管囊酵母、樹干畢赤酵母和體哈塔假絲酵母,主要的發(fā)酵方法有以下幾種。

4.1直接發(fā)酵法

直接發(fā)酵法是基于纖維分解細菌直接發(fā)酵纖維素生產(chǎn)乙醇,不需要經(jīng)過酸水解或酶水解前處理過程。一般利用混合菌直接發(fā)酵,例如熱纖梭菌(ClostridiumthermoceUum)能分解纖維素,但乙醇產(chǎn)率較低(50%),熱硫化氫梭菌(Col-stridiumthermohydz)不能利用纖維素,但乙醇產(chǎn)率相當高,如果進行混合發(fā)酵,產(chǎn)率可達70%。呂福英介紹了熱纖梭菌的生理生化特性及發(fā)酵生產(chǎn)的研究進展,并對熱纖梭菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的因素以及乙醇等發(fā)酵產(chǎn)物對熱纖梭菌的抑制作用作了概述。但熱纖梭菌產(chǎn)生乙醇也存在以下問題:發(fā)酵不完全、發(fā)酵速度慢、終產(chǎn)物乙醇和有機酸對細胞有相當大的毒性,需要進一步改進。4.2間接發(fā)酵法

間接發(fā)酵是目前研究最多的一種方法。使用纖維素酶水解纖維素,收集酶解后的糖液作為酵母發(fā)酵的碳源,先用纖維素酶水解纖維素,酶解后的糖液作為發(fā)酵碳源。但是受末端產(chǎn)物抑制,低細胞濃度以及底物基質(zhì)抑制作用影響乙醇產(chǎn)量。因此可采取的方法有:減壓發(fā)酵法和阿爾法-拉伐公司的Bi-otile法,還可以通過篩選在高糖濃度下存活并能利用高糖的微生物突變菌株來克服基質(zhì)抑制。4.3同步糖化發(fā)酵法(SSF法)

這種方法的原理和間接發(fā)酵法相同,是為了克服反饋抑制作用,由Gauss等提出的在同一反應器中糖化和發(fā)酵同步進行。這樣纖維素酶對纖維素的酶水解和發(fā)酵糖化過程在同一裝置內(nèi)連續(xù)進行。水解產(chǎn)物葡萄糖由于菌體的不斷發(fā)酵而被利用,消除了葡萄糖因基質(zhì)濃度對纖維素酶的反饋抑制作用。在工藝上采用一步發(fā)酵法,簡化了設備,節(jié)約了總生產(chǎn)時間,提高了生產(chǎn)效率。當然也存在一些抑制因素,如木糖的抑制作用,糖化和發(fā)酵溫度不協(xié)調(diào)。張繼泉在這方面進行了大量的實驗研究,并取得了一定的進展。4.4固定化細胞發(fā)酵

固定化細胞發(fā)酵能使發(fā)酵罐內(nèi)細胞濃度提高,細胞可連續(xù)使用,使最終發(fā)酵液酒精濃度得以提高。常用的固定化載體有海藻酸鈉、卡拉膠、多孔玻璃等。固定化細胞的新動向是混合固定細胞發(fā)酵,如酵母與纖維二糖酶一起固定化。將纖維二糖基質(zhì)轉(zhuǎn)化成乙醇,被看作是玉米秸稈生產(chǎn)乙醇的重要方法。5結(jié)論與展望

今后,玉米秸稈生產(chǎn)酒精的研究方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€方面。5.1預處理方法

單純的物理法和化學法不足以破壞纖維素晶體結(jié)構以及去除半纖維素和木質(zhì)素,應綜合運用物理法與化學法,一步完成預處理和水解2個階段,有效提高纖維素的水解率。5.2糖化工藝

發(fā)酵過程的酒精產(chǎn)率受許多因素影響,其中主要是水解效率和單糖產(chǎn)量。比較而言,酶水解較酸水解有較大的優(yōu)越性,將成為今后糖化工藝的主要發(fā)展方向。